宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗(àn)物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星(xīng)的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现(xiàn)都是(shì)在恒星系统的(de)尺度(dù)当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到星系或者是星团(tuán)的(de)尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变(biàn)得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研究和(hé)测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨(jù)大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的(de)质量"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个星系相对(duì)于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力(lì)学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中，兹(zī)威基发(fā)现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多(duō)，按(àn)照牛(niú)顿(dùn)的(de)运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的(de)物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的(de)质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一(yī)次(cì)出(chū)现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速度就会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的(de)存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中。

于是科(kē)学(xué)家们通过(guò)射(shè)电望远镜测量了(le)距离星系中心更(gèng)远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太(tài)阳系位(wèi)于(yú)银(yín)河系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么产生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原因很可能(néng)就是存(cún)在(zài)着一种我们看不到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在(zài)了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越(yuè)多的(de)研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗物质的(de)质量占整个(gè)星系质量(liàng)的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不(bù)是唯(wéi)一(yī)可(kě)以解释(shì)这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数量(liàng)却(què)只有银河系的(de)千分之一。

安徽合肥瑶海区疫情最新消息 安徽是南方还是北方 data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以(yǐ)在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的(de)物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近(jìn)的(de)另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可(kě)能就(jiù)是(shì)人(rén)类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可能在(zài)不同(tóng)尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同的，这意(yì)味(wèi)着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们(men)的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式(shì)运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是(shì)不(bù)同的方式。对(duì)于在星系团之(zhī)间的(de)相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年(nián)的(de)规模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假说理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团(tuán)所组成(chéng)，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它(tā)们大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的(de)相(xiāng)互作用就会(huì)导致温度的急(jí)剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子(zi)弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是不(bù)是集(jí)中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨(jù)大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜出了什(shén)么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级(jí)巨(jù)大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是(shì)暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观(guān)测(cè)的(de)时(shí)候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的(de)，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才(cái)变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星(xīng)系(xì)当中恒星运动所需(xū)要(yào)的(de)暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了(le)一个简单(dān)的(de)理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地(dì)解(jiě)释(shì)了(le)很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了数(shù)十(shí)种的(de)假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人(rén)类为了(le)寻找这(zhè)些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任(rèn)何实(shí)质性的发现，除了一(yī)个地方，意大利(lì)的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测器，一(yī)直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一(yī)个有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为(wèi)这可能是人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如(rú)果(guǒ)暗(àn)物质存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意味着我(wǒ)们也在(zài)以这(zhè)样的(de)速(sù)度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年(nián)的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银(yín)河系(xì)的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上(shàng)地(dì)球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的(de)时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的(de)有(yǒu)效性(xìng)。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这(zhè)可以用来(lái)解释，研(yán)究(jiū)人员们所观测到的(de)周期性信号。当然也(yě)可能有(yǒu)其(qí)他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差异(yì)也(yě)可能是(shì)温度、湿度、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大(dà)利游客(kè)的数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学(x安徽合肥瑶海区疫情最新消息 安徽是南方还是北方ué)家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的(de)实(shí)验室，这里的(de)季节(jié)与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为暗物(wù)质(zhì)所存在(zài)的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提(tí)供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但(dàn)它的(de)宽(kuān)视(shì)场仪器(qì)提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能(néng)拭(shì)目(mù)以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它(tā)们极有可(kě)能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生(shēng)，或(huò)者说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行(xíng)星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的(de)实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 安徽合肥瑶海区疫情最新消息 安徽是南方还是北方